三草酸合铁(III)酸钾的制备及组成分析

红棕色↓
溶液至沸 以去除过 量的H2O2
1mol⋅L-1 ⋅ H2C2O47mL 先5mL， ， 后2mL滴加 滴加 趁热过滤 50-100mL 小烧杯中
沉淀溶解 （黄绿色溶液） 黄绿色溶液）
pH值保持在 pH4~5 200g/LKOH约2.5mL
Fe(OH)3 ↓红棕色 上层液为翠绿色） （上层液为翠绿色）
Fe3+还原为Fe2+ ，然后在酸性介质中，用KMnO4标 还原为Fe 然后在酸性介质中， 准滴定溶液滴定试液中的Fe 的总量， 准滴定溶液滴定试液中的Fe3+和C2O42-的总量，根 据标准滴定溶液的消耗量，可计算出Fe 的含量。 据标准滴定溶液的消耗量，可计算出Fe3+的含量。
反应： 反应：
5Fe 2 + + MnO 4 + 8H + = 5Fe 3+ + Mn 2+ + 4H 2 O
2．0.01mol·L-1KMnO4标准溶液浓度的标定 0.01mol· 准确称取计算量的Na 准确称取计算量的Na2C2O4 3份于250mL锥 份于250mL锥 形瓶中，加去离子水40mL及10mL3mol· 形瓶中，加去离子水40mL及10mL3mol·L-1 H2SO4，加热至75～85℃（瓶口开始冒热 加热至75～85℃ ），趁热用待标定的 趁热用待标定的KMnO 溶液进行滴定。 气），趁热用待标定的KMnO4溶液进行滴定。 （KMnO4色深，液面弯月面不易看出，读 色深，液面弯月面不易看出， 数时应以液面的最高线为准， 数时应以液面的最高线为准，即读液面的边 ）。滴定至溶液呈微红色 滴定至溶液呈微红色， 缘）。滴定至溶液呈微红色，半分钟内不褪 色即为终点。 色即为终点。
三草酸合铁(III)酸钾的组成测定 三草酸合铁(III)酸钾的组成测定
一、实验原理 1、草酸根含量的测定 、
在酸性介质中， 在酸性介质中，用KMnO4标准溶液滴定试液中的 草酸根，根据消耗量可直接计算出的含量， 草酸根，根据消耗量可直接计算出的含量，其滴 定反应式为： 定反应式为：
5C2O + 2MnO + 16H = 10CO2 + 2Mn + 8H 2 O
(3)氧化 在上述沉淀中加入10 mL饱和K2C2O4溶液， (3)氧化 在上述沉淀中加入10 mL饱和 饱和K 溶液， 水浴加热至40 滴加6% 溶液10mL， 水浴加热至40oC，滴加6% H2O2溶液10mL，不断搅 拌溶液并保持温度在40 左右， Fe（II） 拌溶液并保持温度在40 oC左右，使Fe（II）充分氧 化为Fe（III）。滴加完后， ）。滴加完后 化为Fe（III）。滴加完后，加热溶液至沸以去除过 量的H 量的H2O2。 (4)生成配合物 保持上述沉淀近沸状态，先加入 (4)生成配合物 保持上述沉淀近沸状态， 1mol⋅ 1mol⋅L-1 H2C2O45mL，然后趁热滴加1mol⋅L5mL，然后趁热滴加1mol⋅ 1H C O 2~3 mL使沉淀溶解，溶液的pH值保持在 mL使沉淀溶解 溶液的pH值保持在 使沉淀溶解， 2 2 4 4~5，此时溶液呈翠绿色， 4~5，此时溶液呈翠绿色，趁热将溶液过滤到一个 150mL烧杯中，并使滤液控制在30mL左右，冷却， 150mL烧杯中，并使滤液控制在30mL左右，冷却， 烧杯中 左右 8mL乙醇 放置（过夜）、结晶、 8mL乙醇，放置（过夜）、结晶、抽滤至干即得三 乙醇， ）、结晶 草酸合铁(III)酸钾晶体 称量，计算产率， 酸钾晶体。 草酸合铁(III)酸钾晶体。称量，计算产率，并将晶 体置于干燥器内避光保存。 体置于干燥器内避光保存。
翠绿色滤液 （体积在 30mL以下） 以下） 以下 称量计 算产率 冷却
8-10mL95%乙醇 暗处放置结晶
绿色 单斜 晶体
抽干 抽干后用 少量乙醇 洗涤产品 继续抽干
（产品放在干燥 器中避光保存）
第二部分 测定组成
一、标准滴定溶液配制与标定 二、各个组份含量测定
高锰酸钾标准溶液的配制与标定
一、实验目的
Fe 2+ + C 2 O 2− + 2H 2 O = FeC 2 Байду номын сангаас 4 ⋅ 2H 2 O ↓ (黄色) 4
合成原理
1 硫酸亚铁加草酸钾形成草酸亚铁： 硫酸亚铁加草酸钾形成草酸亚铁：
Fe
2+
+ C2O
2− 4
+ 2H 2 O = FeC 2 O 4 ⋅ 2H 2 O ↓ (黄色)
2 在过量草酸根存在下，用过氧化氢氧化草酸亚铁即可得 在过量草酸根存在下， 到三草酸合铁（ ）酸钾，同时有氢氧化铁生成： 到三草酸合铁（III）酸钾，同时有氢氧化铁生成：
− 4
+
2+
+ 8H 2 O
反应条件
滴定温度控制在75～85℃为宜。 滴定温度控制在75～85℃为宜。 溶液的酸度约为0.5～1.0mol· 溶液的酸度约为0.5～1.0mol·L-1。 滴定速度应先慢后快。 滴定速度应先慢后快。 终点颜色： 终点颜色：粉红色
计算
nMnO −
4
2 2 mNa 2C 2O 4 = nC O 2− = 5 2 4 5 M Na 2C 2O 4
2− 4
− 4
+
2+
nC O22 4
5 250 = CKMnO4VKMnO4 2 25
ω (C2O ) =
2− 4
nC O 2− × M C O 2−
2 4 2 4
ms
ωC O
2
2− 4
5 cKMnO 4VKMnO 4 M C O 2− 2 4 2 = mS
2、Fe3+含量测定 方法：测铁时， 联合还原法， 方法：测铁时，用SnCl2-TiCl3联合还原法，先将
二、实验原理
三草酸合铁(III)酸钾 三草酸合铁(III)酸钾，即K3[Fe(C2O4)3]⋅3H2O， 酸钾， 为绿色单斜晶体，溶于水，难溶于乙醇。110º 为绿色单斜晶体，溶于水，难溶于乙醇。110ºC 下失去三分子结晶水而成为K 下失去三分子结晶水而成为K3[Fe(C2O4)3] ， 230ºC时分解。该配合物对光敏感，光照下即发 230º 时分解。该配合物对光敏感， 生分解。 生分解。
− 5C2O 2− + 2MnO4 + 16H + = 10CO2 + 2Mn 2+ + 8H 2 O 4
−
反应条件 预处理：Fe3+还原为Fe2+ 还原为Fe 预处理： SnCl2—TiCl3联合还原，钨酸钠指示 联合还原，
合成三草酸合铁(III)酸钾的工艺路线 合成三草酸合铁(III)酸钾的工艺路线
合成三草酸合铁(III)酸钾的工艺路线有多种 合成三草酸合铁(III)酸钾的工艺路线有多种。 酸钾的工艺路线有多种。
1 以铁为原料制得硫酸亚铁铵，加草酸钾制得草酸亚 以铁为原料制得硫酸亚铁铵， 铁后经氧化制得三草酸合铁(III)酸钾 酸钾； 铁后经氧化制得三草酸合铁(III)酸钾； 2 以硫酸铁与草酸钾为原料直接合成三草酸合铁(III) 以硫酸铁与草酸钾为原料直接合成三草酸合铁(III) 酸钾； 酸钾； 3 以三氯化铁与草酸钾直接合成三草酸合铁(III)酸钾； 以三氯化铁与草酸钾直接合成三草酸合铁(III)酸钾； 酸钾 4 本实验采用硫酸亚铁加草酸钾形成草酸亚铁经氧化 结晶得三草酸合铁(III)酸钾 酸钾。 结晶得三草酸合铁(III)酸钾。
实验十
三草酸合铁(III)酸钾的 三草酸合铁(III)酸钾的 制备及组成分析
第一部分 合成
一、实验目的
通过学习三草酸合铁(III)酸钾的合成方 通过学习三草酸合铁(III)酸钾的合成方 掌握无机制备的一般方法。 法，掌握无机制备的一般方法。 学习用高锰酸钾法测定C 学习用高锰酸钾法测定C2O42-与Fe3+的原 理和方法。 理和方法。 综合训练无机合成、滴定分析的基本操 综合训练无机合成、 掌握确定化合物组成的原理和方法。 作，掌握确定化合物组成的原理和方法。
6FeC 2 O 4 ⋅ 2H 2 O + 3H 2 O 2 + 6K 2 C 2 O 4 → 4K 3 [Fe(C 2 O 4 ) 3 ] + 2Fe(OH) 3 ↓ + 12H 2 O
3 加入适量草酸可使转化为三草酸合铁（III）酸钾配合物： 加入适量草酸可使转化为三草酸合铁（ ）酸钾配合物：
2Fe(OH) 3 + 3H 2 C 2 O 4 + 3K 2 C 2 O 4 = 2K 3 [Fe(C 2 O 4 ) 3 ] + 6H 2 O
四、实验方法
(1)溶解 在托盘天平上称取4.0g FeSO4⋅7H2O (1)溶解 在托盘天平上称取4.0g 晶体，放入250mL烧瓶中 加入1mol⋅ 烧瓶中， 晶体，放入250mL烧瓶中，加入1mol⋅L-1H2SO 1mL，再加入H 1mL，再加入H2O15 mL，加热使其溶解。 mL，加热使其溶解。 (2)沉淀 在上述溶液中加入1mol⋅L-1H2C2O4 (2)沉淀 在上述溶液中加入1mol⋅ 20mL，搅拌并加热煮沸，使形成FeC 20mL，搅拌并加热煮沸，使形成FeC2O4⋅2H2O 黄色沉淀，用倾泻法洗涤该沉淀3次，每次使用 黄色沉淀，用倾泻法洗涤该沉淀3 25mLH2O去除可溶性杂质。 去除可溶性杂质。
cMnO −
4
2 mNa 2C 2O 4 = 5 M Na 2C 2O 4VMnO −
4
三、实验步骤
1．0.01mol·L-1KMnO4标准溶液的配制 0.01mol· 称取计算量的KMnO 溶于1000mL去离子 称取计算量的KMnO4溶于1000mL去离子 水中，盖上表面皿，加热至沸并保持20～ 水中，盖上表面皿，加热至沸并保持20～ 30min，随时加水补充蒸发损失。冷却后， 30min，随时加水补充蒸发损失。冷却后， 在暗处放置7 10天 在暗处放置7～10天，然后用玻璃棉过滤除 等杂质。滤液贮于洗净的棕色瓶中， 去MnO2等杂质。滤液贮于洗净的棕色瓶中， 摇匀，放置暗处保存。 摇匀，放置暗处保存。 若溶液煮沸后在水浴上保持1h， 若溶液煮沸后在水浴上保持1h，冷却后过 滤，则不必放置7～10天，可立即标定其浓 则不必放置7 10天 度。
五、实验过程
1mol⋅L-1 H2C2O4 20mL
1mol⋅L-1
FeSO4⋅ FeSO4⋅7H2O 4.0g
烧杯内
H2SO41mL
溶解
∆煮沸
15mL水 ∆ 黄色变 橙色
FeC2O4⋅2⋅H2O ↓ ⋅ 黄色
热水洗三次 每次25.00mL
10 mL饱和 K2C2O4溶液 水浴加热 至40oC
滴加6% H2O2溶 液10mL 不断搅拌 溶液保持温 度在40 oC
4 再加入乙醇，放置即可析出产物结晶。 再加入乙醇，放置即可析出产物结晶。
总反应式为： 总反应式为：
2FeC 2 O 4 ⋅ 2H 2 O + H 2 O 2 + H 2 C 2 O 4 + 3K 2 C 2 O 4 = 2K 3 [Fe(C 2 O 4 ) 3 ] ⋅ 3H 2 O
三、仪器和试剂
仪器：托盘天平，分析天平，烧杯（100mL， 仪器：托盘天平，分析天平，烧杯（100mL， 250mL ），量筒（10mL，100mL），长颈漏斗，布 ），量筒 10mL，100mL），长颈漏斗， 量筒（ ），长颈漏斗 氏漏斗，抽滤瓶，表面皿，称量瓶，干燥器，烘箱， 氏漏斗，抽滤瓶，表面皿，称量瓶，干燥器，烘箱， 锥形瓶（250mL），酸式滴定管50mL）。 ），酸式滴定管 锥形瓶（250mL），酸式滴定管50mL）。 试剂： ），1mol⋅ 溶液，1mol⋅ 试剂：FeSO4（s），1mol⋅L-1H2SO4溶液，1mol⋅L1H C O 溶液，饱和K C O 溶液，3%H O 溶液， 2 2 4溶液，饱和K2 2 4溶液， 2 2溶液， MnSO4滴定液，6mol⋅L-1HCl溶液，15%SnCl2溶液， 滴定液，6mol⋅ HCl溶液， 溶液 溶液， 溶液， 溶液， 溶液， 2.5%Na2WO4溶液，6%TiCl3溶液，0.4%CuSO4溶液， 0.01mol⋅ 0.01mol⋅L-1KMnO4标准滴定溶液（自行配制和标 标准滴定溶液（ 定）。
了解并掌握高锰酸钾标准溶液的 配制及标定方法。 配制及标定方法。 掌握标定高锰酸钾溶液浓度的原 理、方法及滴定条件。 方法及滴定条件。
二、实验原理
配制： 配制：粗、沸、放、滤、棕。 标定：基准物质： 标定：基准物质：Na2C2O4 滴定反应： 滴定反应：
5C 2 O
2− 4
+ 2MnO + 16H = 10CO 2 + 2Mn